Des chercheurs identifient 10 pesticides toxiques pour les neurones impliqués dans la maladie de Parkinson

Des chercheurs d'UCLA Health et de Harvard ont identifié 10 pesticides qui endommageaient de manière significative les neurones impliqués dans le développement de la maladie de Parkinson, fournissant de nouveaux indices sur le rôle des toxines environnementales dans la maladie.

Alors que des facteurs environnementaux tels que l'exposition aux pesticides sont depuis longtemps liés à la maladie de Parkinson, il est plus difficile de déterminer quels pesticides peuvent augmenter le risque de maladie neurodégénérative. Rien qu'en Californie, le plus grand producteur et exportateur agricole du pays, il existe près de 14 000 pesticides contenant plus de 1 000 ingrédients actifs homologués.

Grâce à une nouvelle association d'épidémiologie et de dépistage de la toxicité qui s'est appuyée sur la vaste base de données californienne sur l'utilisation des pesticides, les chercheurs de l'UCLA et de Harvard ont pu identifier 10 pesticides directement toxiques pour les neurones dopaminergiques. Les neurones jouent un rôle clé dans le mouvement volontaire, et la mort de ces neurones est une caractéristique de la maladie de Parkinson.

De plus, les chercheurs ont découvert que la co-exposition aux pesticides qui sont généralement utilisés en combinaison dans la culture du coton était plus toxique que n'importe quel pesticide de ce groupe.

Pour cette étude, publiée le 16 mai dans Nature Communications, les chercheurs de l'UCLA ont examiné l'historique d'exposition remontant à des décennies pour 288 pesticides chez des patients de la vallée centrale atteints de la maladie de Parkinson qui avaient participé à des études précédentes. Les chercheurs ont pu déterminer l'exposition à long terme de chaque personne, puis, en utilisant ce qu'ils ont qualifié d'analyse d'association à l'échelle des pesticides, ont testé chaque pesticide individuellement pour déterminer son association avec la maladie de Parkinson. À partir de cet écran non ciblé, les chercheurs ont identifié 53 pesticides qui semblaient être impliqués dans la maladie de Parkinson - dont la plupart n'avaient pas été étudiés auparavant pour un lien potentiel et sont toujours utilisés.

Ces résultats ont été partagés pour une analyse en laboratoire dirigée par Richard Krolewski, MD, PhD, instructeur de neurologie à Harvard et neurologue au Brigham and Women's Hospital. Il a testé la toxicité de la plupart de ces pesticides dans les neurones dopaminergiques qui avaient été dérivés de patients atteints de la maladie de Parkinson grâce à ce qu'on appelle des cellules souches pluripotentes induites, qui sont un type de cellule « vierge » qui peut être reprogrammée en neurones qui ressemblent étroitement à ceux perdus dans La maladie de Parkinson.

Les 10 pesticides identifiés comme directement toxiques pour ces neurones comprenaient : quatre insecticides (dicofol, endosulfan, naled, propargite), trois herbicides (diquat, endothall, trifluraline) et trois fongicides (sulfate de cuivre [basique et pentahydraté] et folpet). La plupart des pesticides sont encore utilisés aujourd'hui aux États-Unis.

Hormis leur toxicité dans les neurones dopaminergiques, il y a peu de choses qui unifient ces pesticides. Ils ont une gamme de types d'utilisation, sont structurellement distincts et ne partagent pas une classification de toxicité antérieure.

Les chercheurs ont également testé la toxicité de plusieurs pesticides couramment appliqués dans les champs de coton à peu près au même moment, selon la base de données californienne sur les pesticides. Les combinaisons impliquant la trifluraline, l'un des herbicides les plus couramment utilisés en Californie, ont produit le plus de toxicité. Des recherches antérieures dans le cadre de l'Agricultural Health Study, un vaste projet de recherche impliquant des applicateurs de pesticides,avait également impliqué la trifluraline dans la maladie de Parkinson.

Kimberly Paul, PhD, auteur principal et professeur adjoint de neurologie à l'UCLA, a déclaré que l'étude a démontré que leur approche pouvait largement dépister les pesticides impliqués dans la maladie de Parkinson et mieux comprendre la force de ces associations.

"Nous avons pu impliquer des agents individuels plus que toute autre étude auparavant, et cela a été fait de manière complètement agnostique", a déclaré Paul. "Lorsque vous associez ce type de dépistage agnostique à un paradigme du champ au banc, vous pouvez identifier les pesticides qui semblent être assez importants dans la maladie."

Les chercheurs envisagent ensuite d'étudier les caractéristiques épigénétiques et métabolomiques liées à l'exposition à l'aide d'omiques intégratives pour aider à décrire les voies biologiques qui sont perturbées chez les patients atteints de la maladie de Parkinson qui ont été exposés à des pesticides. Des études mécanistes plus détaillées des processus neuronaux spécifiques impactés par les pesticides tels que la trifluraline et le cuivre sont également en cours aux laboratoires Harvard/Brigham and Women. Les travaux de laboratoire se concentrent sur des effets distincts sur les neurones dopaminergiques et les neurones corticaux, qui sont respectivement importants pour le mouvement et les symptômes cognitifs chez les patients atteints de la maladie de Parkinson. La science fondamentale s'étend également aux études des pesticides sur les cellules non neuronales du cerveau - la glie - pour mieux comprendre comment les pesticides influencent la fonction de ces cellules critiques.

Les autres auteurs incluent Edinson Lucumi Moreno, Jack Blank, Kristina M. Holton, Tim Ahfeldt, Melissa Furlong, Yu Yu, Myles Cockburn, Laura K. Thompson, Alexander Kreymerman, Elisabeth M. Ricci-Blair, Yu Jun Li, Heer B. Patel , Richard T Lee, Jeff Bronstein, Lee L. Rubin, Vikram Khurana et Beate Ritz. Veuillez consulter l'étude pour obtenir des informations sur le financement et les déclarations d'intérêts concurrents.